CN103438034A - 单缸插销式伸缩臂的液压系统及其控制方法、起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单缸插销式伸缩臂的液压系统，包括：臂销缸、缸销缸和控制油路，系统压力油路通过控制油路可向臂销缸或缸销缸供油，控制油路的供油支路包括蓄能器和卸荷阀，卸荷阀位于蓄能器的上游位，卸荷阀具有两个工作位，并配置成位于第一工作位时连通供油支路，位于第二工作位时连通系统压力油路和系统回油油路。控制油路向臂销缸或缸销缸供油使其解锁保持解锁状态时，卸荷阀位于第二工作位，连通系统压力油路和系统回油油路，蓄能器为控制油路保压，使臂销或缸销保持解锁状态，该液压系统使臂销或缸销保持解锁状态时，不存在溢流损失。本发明还提供了一种单缸插销式伸缩臂的控制方法。此外，本发明还公开了一种具有上述液压系统的起重机。

Description

单缸插销式伸缩臂的液压系统及其控制方法、起重机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种单缸插销式伸缩臂的液压系统及其控制方法。此外，本发明还涉及具有上述液压系统的起重机。

背景技术

现中大吨位起重机主要采用单缸插销式六节臂的伸缩臂机构，该机构可实现单个伸缩油缸推动各节伸缩臂的伸缩。

请参考图1，图1为一种典型的单缸插销式伸缩臂的液压系统的液压原理图。图1中，伸缩油缸1'由第一控制油路控制，臂销缸2'与缸销缸3'由第二控制油路控制，能够实现单个伸缩油缸1'推动各节伸缩臂的伸缩。

臂销缸2'控制臂销，臂销位于每节伸缩臂的尾部，可实现伸缩臂与伸缩臂之间的锁止和解锁，臂销缸2'的初始位置在弹簧力的作用下使伸缩臂与伸缩臂之间锁止。缸销缸3'控制缸销，缸销位于伸缩油缸1'的缸头，可实现伸缩油缸1'与伸缩臂之间的锁止和解锁，缸销缸3'的初始位置在弹簧力的作用下使伸缩油缸1'与伸缩臂之间锁止。

第一控制油路控制伸缩油缸1'运动前，第二控制油路控制臂销缸2'或缸销缸3'动作，臂销或缸销解锁；伸缩油缸1'运动过程中，臂销或缸销保持解锁状态。第二控制油路由齿轮泵4'和电磁阀5'提供压力油，压力油经伸缩油缸1'的芯管11'传送，然后由换向阀6'控制向臂销缸2'或缸销缸4'供油。

在伸缩油缸1'运动过程中，臂销或缸销一直处于解锁状态，要保持臂销缸2'或缸销缸3'未运动，需要第二控制油路保持压力不变，则齿轮泵4'出口的流量均通过溢流阀7'流回油箱。伸缩臂伸缩过程中，其液压系统长时间处于溢流状态，能量损失较大，将导致液压系统的温度过高，影响液压元件的使用寿命及整车的安全。

因此，如何在伸缩油缸运动过程中，既能够使臂销或缸销保持解锁状态，又能够消除液压系统的溢流损失，是本领域技术人员目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种单缸插销式伸缩臂的液压系统，该液压系统使臂销或缸销保持解锁状态时，不存在溢流损失，降低了液压系统的温升。本发明的另一个目的是提供一种单缸插销式伸缩臂的控制方法。本发明的第三个目的是提供一种具有上述液压系统的起重机。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种单缸插销式伸缩臂的液压系统，包括：臂销缸、缸销缸和控制油路，系统压力油路通过所述控制油路可向所述臂销缸或所述缸销缸供油，所述控制油路的供油支路包括蓄能器和卸荷阀，所述卸荷阀位于所述蓄能器的上游位，所述卸荷阀具有两个工作位，并配置成位于第一工作位时连通所述供油支路，位于第二工作位时连通所述系统压力油路和系统回油油路。

优选地，所述供油支路还包括压力传感器，所述压力传感器位于所述蓄能器的下游位，所述卸荷阀接收所述压力传感器的压力信号，并根据所述压力信号在两个所述工作位之间切换。

优选地，所述供油支路还包括溢流阀，所述溢流阀位于所述卸荷阀的上游位。

优选地，所述溢流阀与所述卸荷阀集成于同一阀体。

优选地，所述控制油路包括换向阀，所述换向阀具有两个工作位，左工作位连通所述供油支路，右工作位连通所述控制油路的回油支路；在所述供油支路中，所述蓄能器和所述压力传感器均位于所述换向阀的上游位。

优选地，所述供油支路还包括减压阀，所述减压阀位于所述卸荷阀与所述蓄能器之间。

优选地，在所述供油支路中，所述换向阀的上游位具有设有溢流阀的支路；在所述回油支路中，所述换向阀的上游位也具有设有溢流阀的支路。

本发明还提供了一种单缸插销式伸缩臂的控制方法，采用上述液压系统，当所述控制油路通过所述蓄能器使得所述臂销缸或所述缸销缸保持解锁状态时，所述卸荷阀位于第二工作位，连通所述系统压力油路和所述系统回油油路；当所述蓄能器压力下降时，所述卸荷阀位于第一工作位，连通所述供油支路。

优选地，采用压力传感器获取所述蓄能器下游位的压力信号，所述卸荷阀根据所述压力信号在两个所述工作位之间切换。

本发明还提供了一种起重机，包括单缸插销式伸缩臂及其液压系统，所述液压系统为上述任一项所述的液压系统。

本发明提供的单缸插销式伸缩臂的液压系统，包括：臂销缸、缸销缸和控制油路，系统压力油路通过控制油路可向臂销缸或缸销缸供油，控制油路的供油支路包括蓄能器和卸荷阀，卸荷阀位于蓄能器的上游位，卸荷阀具有两个工作位，并配置成位于第一工作位时连通供油支路，位于第二工作位时连通系统压力油路和系统回油油路。

单缸插销式伸缩臂能够通过伸缩油缸实现各节伸缩臂的伸缩，此过程中，伸缩油缸伸缩运动时，臂销或缸销需要保持解锁状态，则在液压系统中，需要控制油路使臂销缸或缸销缸保持解锁状态，此过程中，不需要系统压力油路持续供油，卸荷阀可以位于第二工作位，连通系统压力油路和系统回油油路，蓄能器能够为控制油路保压，使臂销或缸销保持解锁状态；如果控制油路需要供油，则将卸荷阀切换为第一工作位，控制油路正常供油，同时也为蓄能器充液。与现有技术相比，该液压系统使臂销或缸销保持解锁状态时，不存在溢流损失，减小了能量损失，降低了液压系统的温升。

一种具体的方式中，供油支路还包括压力传感器，压力传感器位于蓄能器的下油位，卸荷阀接收压力传感器的压力信号，并根据压力信号在两个工作位之间切换。

伸缩油缸进行伸缩运动的过程中，蓄能器为控制油路保压，此过程中由压力传感器检测控制油路的压力，如果控制油路由于系统泄漏或温度降低而压力下降，如果实际压力低于臂销或缸销的解锁压力，则卸荷阀切换为第一工作位，为控制油路补油并提高压力，提高了系统的可靠性。

另一种具体的方式中，供油支路还包括溢流阀，溢流阀可以位于卸荷阀的上油位，溢流阀和卸荷阀可以集成于同一阀体，溢流阀可以避免进入控制油路的液压油的压力过大。

进一步具体的方式中，控制油路包括换向阀，换向阀具有两个工作位，左工作位连通供油支路，右工作位连通控制油路的回油支路；在供油支路中，蓄能器和压力传感器均位于换向阀的上游位。

供油支路还包括减压阀，减压阀位于卸荷阀与蓄能器之间。

优选地，在供油支路中，换向阀的上游位具有设有溢流阀的支路；在回油支路中，换向阀的上游位也具有设有溢流阀的支路。

本发明还提供了一种单缸插销式伸缩臂的控制方法，采用上述液压系统，当控制油路通过蓄能器使得臂销缸或缸销缸保持解锁状态时，卸荷阀位于第二工作位，连通系统压力油路和系统回油油路；当蓄能器压力下降时，卸荷阀位于第一工作位，连通供油支路。

此方法能够使得臂销或缸销保持解锁状态，同时不存在溢流损失，减小了能量损失，降低了液压系统的温升。

优选地，采用压力传感器获取蓄能器下游位的压力信号，卸荷阀根据压力信号在两个工作位之间切换。

本发明还提供了一种起重机，包括单缸插销式伸缩臂及其液压系统，所述液压系统为上述任一项所述的液压系统，该起重机也具有液压系统的上述技术效果。

附图说明

图1为一种典型的单缸插销式伸缩臂的液压系统的液压原理图；

图2为本发明所提供的单缸插销式伸缩臂的液压系统的液压原理图。

其中，图1中的部件名称和附图标记之间的对应关系如下：

伸缩油缸1'；芯管11'；臂销缸2'；缸销缸3'；齿轮泵4'；电池阀5'；换向阀6'；溢流阀7'。

图2中的部件名称和附图标记之间的对应关系如下：

伸缩油缸1；芯管11；伸缩平衡阀12；臂销缸2；缸销缸3；选择换向阀23；液压泵4；蓄能器5；卸荷阀61；溢流阀62；压力传感器7；换向阀8；减压阀9。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种单缸插销式伸缩臂的液压系统，该液压系统使臂销或缸销保持解锁状态时，不存在溢流损失，降低了液压系统的温升。本发明的另一个核心是提供一种单缸插销式伸缩臂的控制方法。本发明的第三个核心是提供一种具有上述液压系统的起重机。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本发明所提供的单缸插销式伸缩臂的液压系统的液压原理图。

在一种具体的实施方式中，本发明提供了一种单缸插销式伸缩臂的液压系统，包括：臂销缸2、缸销缸3和控制油路，系统压力油路通过控制油路可向臂销缸2或缸销缸3供油，控制油路的供油支路包括蓄能器5和卸荷阀61，卸荷阀61位于蓄能器5的上油位，卸荷阀61具有两个工作位，并配置成位于第一工作位时连通供油支路，位于第二工作位时连通系统压力油路和系统回油油路。

伸缩油缸控制油路中，伸缩平衡阀12控制伸缩油缸1的伸缩动作，臂销缸2和缸销缸3的控制油路通过伸缩油缸1的芯管11向臂销缸2或缸销缸3传送液压油，此过程中，芯管11既作为进油管又作为回油管。

单缸插销式伸缩臂能够通过伸缩油缸1实现各节伸缩臂的伸缩，其中，臂销缸2控制臂销，臂销位于每节伸缩臂的尾部，可实现伸缩臂与伸缩臂之间的锁止和解锁，臂销缸2的初始位置在弹簧力的作用下使伸缩臂与伸缩臂之间锁止；缸销缸3控制缸销，缸销位于伸缩油缸1的缸头，可实现伸缩油缸1与伸缩臂之间的锁止和解锁，缸销缸3的初始位置在弹簧力的作用下使伸缩油缸1与伸缩臂之间锁止。

单缸插销式伸缩臂伸出各节臂时，先伸出第六节臂，伸缩油缸1通过缸销与第六节臂锁止，解锁第六节臂的臂销，使臂销保持解锁状态，伸缩油缸1的缸体带臂伸出，伸出到位后，第六节臂的臂销锁止，固定第六节臂的位置，然后解锁缸销，缸销保持解锁状态，伸缩油缸1空缸收回，之后，以相似的方式继续依次伸出第五节臂、第四节臂、第三节臂、第二节臂和第一节臂。

单缸插销式伸缩臂收回各节臂时，先收回第一节臂，先解锁缸销，缸销保持解锁状态，伸缩油缸1空缸伸出，然后通过缸销与第一节臂锁止，解锁第一节臂的臂销，使臂销保持解锁状态，伸缩油缸1的缸体带臂收回，收回到位后，第一节臂的臂销锁止，固定第一节臂，然后解锁缸销，缸销保持解锁状态，伸缩油缸1再次空缸伸出，相似的方式继续依次收起其他各节臂。

伸出各节臂过程中，伸缩油缸1带臂伸出时，臂销保持解锁状态，伸缩油缸1空缸收回时，缸销保持解锁状态；收回各节臂的过程中，伸缩油缸1空缸伸出时，缸销保持解锁状态，伸缩油缸1带臂收回时，臂销保持解锁状态。

在伸缩油缸1伸缩运动的过程中，臂销或缸销二者之一保持解锁状态，臂销缸2和缸销缸3均由控制油路控制，控制油路通过选择换向阀23选择向臂销缸2或缸销缸3供油，并使其解锁，臂销缸2解锁时，具体的哪一节臂的臂销动作，有专门的控制系统进行控制。为了便于控制，可以为臂销缸2和缸销缸3均设置接近开关，由接近开关输出臂销和缸销的状态，具体的，控制系统可以根据臂销和缸销的状态执行控制程序。

伸缩油缸1驱动各节伸缩臂伸缩的过程中，伸缩油缸1伸缩运动时，臂销或缸销需要保持解锁状态，则在液压系统中，需要控制油路使臂销缸2或缸销缸3保持解锁状态，此过程中，控制油路要保持一定的压力，不需要系统压力油路持续供油，卸荷阀61可以位于第二工作位，连通系统压力油路和系统回油油路，蓄能器5能够为控制油路保压，使臂销或缸销保持解锁状态；如果控制油路需要供油，则将卸荷阀61切换为第一工作位，控制油路正常供油，同时也能为蓄能器5充液。与现有技术相比，该液压系统的伸缩油缸1运动过程中，臂销或缸销保持解锁状态时不存在溢流损失，减小了能量损失，降低了液压系统的温升，提高了液压系统和整车的安全性。

具体的，该液压系统可以与其他系统共用系统压力油路和系统回油油路，也可以为该液压系统设置单独的液压泵4和油箱。

一种优选的实施方式中，供油支路还包括压力传感器7，压力传感器7位于蓄能器5的下油位，卸荷阀61接收压力传感器的压力信号，并根据压力传感器7检测的供油支路的压力信号在两个工作位之间切换。

伸缩油缸1进行伸缩运动的过程中，蓄能器为控制油路保压，此过程中由压力传感器7检测供油支路的压力，此过程中，控制油路可能会由于系统泄漏或温度降低而压力下降，如果实际压力低于臂销或缸销的解锁压力，则将卸荷阀61切换为第一工作位，为控制油路补油并提高压力，确保臂销缸2或缸销缸3始终处于解锁状态，提高系统的可靠性。

进一步具体的实施方式中，供油支路还包括溢流阀62，溢流阀62可以位于卸荷阀61的上油位，溢流阀62可以避免进入控制油路的液压油的压力过大。

具体的，溢流阀62与卸荷阀61可以集成于同一阀体，可以减少液压系统中阀体的数量，也减少了连接管路，减少了液压系统的泄漏点。

在另一种具体的实施方式中，控制油路包括换向阀8，换向阀8具有两个工作位，左工作位连通供油支路，右工作位连通控制油路的回油支路；在所述供油支路中，蓄能器5和压力传感器7均位于换向阀8的上游位。在控制油路中，换向阀8相当于开关阀。

具体的，供油支路还包括减压阀9，减压阀9位于卸荷阀61与蓄能器5之间。

系统压力油路或液压泵4可以同时为其他系统供油，则系统压力油路或液压泵4出口的压力可能高于控制油路中的压力，减压阀9可以使压力减小，确保控制油路中的压力符合要求；当系统压力油路或液压泵4出口的压力出现波动时，减压阀9能够使得控制油路中的压力保持稳定，且符合要求。

进一步优选的实施方式中，在供油支路中，换向阀8的上游位具有设有溢流阀的支路，此支路能够限制臂销缸2或缸销缸3的进油压力，起到进油压力保护的作用；在所述回油支路中，换向阀8的上游位也具有设有溢流阀的支路，此支路能够限制回油压力，起到回油压力保护的作用。

本发明还提供了一种单缸插销式伸缩臂的控制方法，采用上述液压系统，当控制油路通过蓄能器使得臂销缸或缸销缸保持解锁状态时，卸荷阀位于第二工作位，连通系统压力油路和系统回油油路；当蓄能器压力下降时，卸荷阀位于第一工作位，连通供油支路。

伸缩油缸1运动过程中，蓄能器5为臂销缸2与缸销缸3的控制油路保压，蓄能器5上油位的卸荷阀61连通系统压力油路和系统回油油路。此方法能够使得臂销或缸销保持解锁状态，同时不存在溢流损失，减小了能量损失，降低了液压系统的温升，提高了整车的安全性。

具体的，采用压力传感器获取蓄能器下游位的压力信号，卸荷阀根据所述压力信号在两个工作位之间切换。

伸缩油缸1进行伸缩运动的过程中，蓄能器5为控制油路保压，此过程中由压力传感器7检测控制油路的压力，如果实际压力低于臂销或缸销的解锁压力，则将卸荷阀61切换为第一工作位，为控制油路补油并提高压力，确保臂销缸2或缸销缸3始终处于解锁状态，同时为蓄能器5充液。

当控制油路的压力恢复正常后，可以将卸荷阀61切换为第二工作位，蓄能器5继续为控制油路保压，此过程中，压力传感器7一直检测控制油路的压力，压力下降时，及时补液，避免压力下降，保证臂销或缸销处于解锁状态，提高系统的可靠性和安全性。

除了上述单缸插销式伸缩臂的液压系统和控制方法，本发明还提供了一种起重机，包括单缸插销式伸缩臂及其液压系统，所述液压系统为上述液压系统，起重机具有液压系统相应的有益效果，起重机其他部件的机构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的单缸插销式伸缩臂的液压系统及其控制方法、起重机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种单缸插销式伸缩臂的液压系统，包括：臂销缸（2）、缸销缸（3）和控制油路，系统压力油路通过所述控制油路可向所述臂销缸（2）或所述缸销缸（3）供油，其特征在于，所述控制油路的供油支路包括蓄能器（5）和卸荷阀（61），所述卸荷阀（61）位于所述蓄能器（5）的上游位，所述卸荷阀（61）具有两个工作位，并配置成位于第一工作位时连通所述供油支路，位于第二工作位时连通所述系统压力油路和系统回油油路。

2.如权利要求1所述的单缸插销式伸缩臂的液压系统，其特征在于，所述供油支路还包括压力传感器（7），所述压力传感器（7）位于所述蓄能器（5）的下游位，所述卸荷阀（61）接收所述压力传感器（7）的压力信号，并根据所述压力信号在两个所述工作位之间切换。

3.如权利要求2所述的单缸插销式伸缩臂的液压系统，其特征在于，所述供油支路还包括溢流阀（62），所述溢流阀（62）位于所述卸荷阀（61）的上游位。

4.如权利要求3所述的单缸插销式伸缩臂的液压系统，其特征在于，所述溢流阀（62）与所述卸荷阀（61）集成于同一阀体。

5.如权利要求4所述的单缸插销式伸缩臂的液压系统，其特征在于，所述控制油路包括换向阀（8），所述换向阀（8）具有两个工作位，左工作位连通所述供油支路，右工作位连通所述控制油路的回油支路；在所述供油支路中，所述蓄能器（5）和所述压力传感器（7）均位于所述换向阀（8）的上游位。

6.如权利要求5所述的单缸插销式伸缩臂的液压系统，其特征在于，所述供油支路还包括减压阀（9），所述减压阀（9）位于所述卸荷阀（61）与所述蓄能器（5）之间。

7.如权利要求6所述的单缸插销式伸缩臂的液压系统，其特征在于，在所述供油支路中，所述换向阀（8）的上游位具有设有溢流阀的支路；在所述回油支路中，所述换向阀（8）的上游位也具有设有溢流阀的支路。

8.一种单缸插销式伸缩臂的控制方法，其特征在于，采用权利要求1所述的液压系统，当所述控制油路通过所述蓄能器使得所述臂销缸或所述缸销缸保持解锁状态时，所述卸荷阀位于第二工作位，连通所述系统压力油路和所述系统回油油路；当所述蓄能器压力下降时，所述卸荷阀位于第一工作位，连通所述供油支路。

9.如权利要求8所述的单缸插销式伸缩臂的控制方法，其特征在于，采用压力传感器获取所述蓄能器下游位的压力信号，所述卸荷阀根据所述压力信号在两个所述工作位之间切换。

10.一种起重机，包括单缸插销式伸缩臂及其液压系统，其特征在于，所述液压系统为权利要求1至7任一项所述的液压系统。

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